OPS - Università degli Studi di Udine

ORTHOGONAL POLARIZATION
SPECTROSCOPY
Dott.ssa G. Bertossi
Clinica di Anestesia e Rianimazione
Direttore Prof. G. Della Rocca
Caso cl in ico

donna di 65 anni 62 Kg, 1.60 m, BMI 24

sottoposta a quadrantectomia per neoplasia mammella sn
Anamnesi
Anamnesi patologica:
Ipercolesterolemia in terapia con atorvastatina 20 mg/die da
circa 20 anni.
Anamnesi anestesiologica remota:
 RCU (1978)
 Asportazione fibroadenoma (1991)
 Non riferiti problemi con AG o ALR
Esam i di la boratori o ed
indag ini stru mentali

EGC “RS alterazioni aspecifiche della ripolarizzazione”

PA 140/80 mmHg, FC 80 bpm

Rx Torace ndr

Hb 12.5 g/dL, Hct 37%, WBC 5.780 mm3

INR 0.96, PTT 28.1 sec, PLT 340.000 mm3
Moni toraggio i ntra
operatori o

ECG

pressione arteriosa non invasiva

pulsossimetria

TOF

T°C esofagea

Cardio Q

OPS
Studi o del m icroci rcol o
Cenni storici:

Fluorescence Intra-Vital Microscopy (IVM)

Laser Doppler

Pressione transcutanea di ossigeno (TcPO2)

Capillaroscopia

Orthogonal Polarization Spectral (OPS) Imaging
Questa tecnica nasce nell’ambito della chirurgia generale,
come indagine nella valutazione delle anastomosi del
piccolo intestino
Orthogonal polar izati on spectral
imagi ng: A new met hod f or study of
the mi croci rcul ati on
Warren Groner, James W. Winkelman, Anthony G. Harris, Can Ince, Gerrit J. Bouma, Konrad Messmer & Richard G.
Nadeau
OPS è un metodo per la
visualizzazione del
microcircolo attraverso le
mucose e la superficie
degli organi solidi
Nature Medicine 5, 1209 - 1212 (1999)
Nature Medicine 5, 1209 - 1212 (1999)
La luce polarizzata viene
emessa ad una frequenza
di 530 nm (assorbimento
dell’emoglobina) e
pertanto vengono
visualizzati i globuli rossi
all’interno dei capillari
Questa tecnica si è dimostrata sovrapponibile alla metodica
di confronto (IVM) anche per diluizioni isovolemiche
tali da ridurre i valori di ematocrito al 25% del valore
iniziale.
Vantaggi:
 non invasivo
 può essere utilizzato al letto del paziente
 permette di valutare gli effetti di alcune patologie sul
microcircolo
Svantaggi:
 può essere utilizzato soltanto sulle mucose
 limitata penetrabilità a 3 mm
 artefatti
 permette esclusivamente un’analisi semi quantitativa
Scarso utilizzo in letteratura dell’OPS per la valutazione
degli effetti dei farmaci sul microcircolo.
Anest esi a 1
midazolam 1 mg ev

alfentanil 7-15 µg Kg-1

propofol 2 mg Kg -1

rocuronio bromuro 0.6 mg Kg-1
Anest esi a 2

sevofluorane Et 1.5-2% in O2: aria (FiO2 0.4)

remifentanil 0.05-0.5 µg/Kg/min

rocuronium 0.15 mg/Kg
Gesti one intra operat ori a

parametri ventilatori: Vt 500 mL, FR 12/min

infusioni: RA 5 mL/Kg/h ev durante l’intervento
Inter vent o chi rurgic o
QUART con rimodellamento mammella sinistra +
linfonodo sentinella

durata 4 ore

LNS negativo
Risveg li o

PA 140/85 mmHg

SpO2 100%

FC 75 bpm
Analgesia post operatoria: Lixidol 30 mg x 3
Protocol lo O PS in chi rurg ia
general e
Studio
prospettico
sulle
variazioni
indotte
dalla
somministrazione di noradrenalina e di dobutamina sul
microcircolo (OPS) su pazienti ASA I e II sottoposti ad
interventi di chirurgia minore.
Scopo del lo studi o
Valutare gli effetti indotti dall’i.c. di noradrenalina e di
dobutamina sul microcircolo sublinguale durante anestesia
generale in pz ASA I e II misurando


variazioni della densità capillare
tipologia di flusso
Cri teri di inclusi one

pazienti di età > 18 anni,

ASA I-II,

interventi di chirurgia minore in anestesia generale.
Cri teri di escl usi one

presenza di valvulopatie

insufficienza cardiaca congestizia

ipertensione arteriosa

pregressi episodi di angor o IMA

esofagopatie (flogosi, malformazioni)

coagulopatie

interventi in urgenza

paziente sveglio (pre induzione)

T0: basale fine intervento senza chirurgia in atto

T1: dopo 15 min. di infusione di noradrenalina
0.1µg/Kg/min

T2: dopo 20 min dallo stop dell’infusione di
noradrenalina

T3: dopo 15 min. di infusione di dobutamina
5µg/Kg/min
Registrazione dati
Vengono effettuate registrazioni di 30
secondi del microcircolo sublinguale in 5
differenti settori della mucosa
Am J Respir Crit Care Med Vol 166. pp 98–104, 2002
Metodo semi quant itati vo
Parametri misurati
 Tipo di flusso:
 flusso non classificato
 flusso lento
 flusso continuo

Dimensione dei vasi:
 vasi piccoli (0 – 25 µm)
 vasi medi (25 – 50 µm)
 vasi grandi (50 – 100 µm)
Parametri derivati
 Densità capillare:

modalità di valutazione del microcircolo

adeguata acquisizione delle immagini
Modal ità di va lutazi one del
microci rcol o
Adeguata
acqui sizi one del le
im magi ni
Sono stati analizzati 15 volontari
Vol. Sano
Età (anni)
Peso (Kg)
Altezza (cm)
BSA (m2)
1
28
70
175
1.84
2
28
60
168
1.67
3
29
63
171
1.73
4
28
71
175
1.86
5
24
79
186
2.02
6
39
70
175
1.84
7
25
55
165
1.59
8
26
50
175
1.56
9
29
80
183
2.02
10
24
63
170
1.72
11
25
64
168
1.73
12
24
68
177
1.83
13
25
73
176
1.89
14
30
60
170
1.68
15
29
71
179
1.88
Media
27.53
66.47
174.20
1.79
Dev. St.
3.81
8.31
5.73
0.14
pazi ente sveg lio
15 volontari sani
Vasi perfusi 0-25 μm
Vasi perfusi 25-50 μm
Vasi perfusi 50-100 μm
Mi crovascul ar B lood Flow Is Alt ered
in
Pati ents wi th Sepsi s
Daniel De B acker, Jacques Cre teu r, Jea n-C harles P reiser ,
Marc-Jacques Dub ois , and Jean-Louis
Vincent
Confronto microcircolo sublinguale:

10 volontari sani

16 pz sottoposti ad interventi CCH

10 pz ricoverati in ICU senza sepsi

50 pz con sepsi
Per ogni pz, vengono registrate 5 sequenze di immagini
della minima durata di 20 sec. ed analizzate con metodo
semi quantitativo
Am J Respir Crit Care Med Vol 166. pp 98–104, 2002
Omogeneità della
percentuale dei vasi
perfusi nei volontari sani
Sono state analizzate 5 pazienti sottoposte ad
intervento chirurgico in AG
Paziente
Età (anni)
Peso (Kg)
Altezza (cm)
BSA (m2)
1
57
64
161
1.69
2
67
74
170
1.87
3
56
75
170
1.88
4
62
65
160
1.70
5
57
55
162
1.57
Media
59.80
66.60
164.60
1.74
Dev. St.
4.66
8.20
4.98
0.13
T0: basale fine intervento sen za
chi rur gia in att o
Confrontando i risultati ottenuti si
evince che i pazienti al tempo
basale (T1) dimostrano una
tendenza ad una migliore
perfusione rispetto ai volontari
sani, rappresentata da un aumento
della percentuale di vasi rapportata
all’area studiata. Questo aumento è
più evidente nei vasi di piccolo
calibro.
La migliore perfusione capillare nei pazienti sottoposti ad
anestesia bilanciata può trovare conferma nel fatto che i
farmaci utilizzati per condurre l’anestesia (sevoflurane e
remifentanil) possano avere un effetto di vasodilatazione
MICROCIRCULATORY BLOOD FLOW IS
ALTERED DURING PROPOFOL
INFUSION
15 pz sottoposte a FIVET (età 35.2 ± 4.2, ASA1) sedazione con
propofol (concentrazione media utilizzata 6.5±1.8 microg/ml)
Koch, Marc; De Backer, Daniel; Vincent, Jean-Louis. SOCIETY OF CRITICAL CARE MEDICINE
34TH CRITICAL CARE CONGRESS PHOENIX, ARIZONA, USA JANUARY 15-19, 2005: Poster.
OPS 5 sequenze di 10 sec:
 prima dell’induzione (T1),
 15 min dopo l’induzione (T2)
 3 h dopo la fine dell’infusione di propofol (T3).
Koch, Marc; De Backer, Daniel; Vincent, Jean-Louis. SOCIETY OF CRITICAL CARE MEDICINE
34TH CRITICAL CARE CONGRESS PHOENIX, ARIZONA, USA JANUARY 15-19, 2005: Poster.
Risultati T2
• riduzione di densità dei capillari perfusi del 16.7%
(P <0.05 vs T1 and T3)
• la densità dei vasi venosi è rimasta invariata (P>0.05).
Conclusioni: l’infusione di elevate dosi di propofol riduce
in modo significativo il microcircolo in giovani donne,
sane nonostante i parametri emodinamici si mantengano
stabili.
Koch, Marc; De Backer, Daniel; Vincent, Jean-Louis. SOCIETY OF CRITICAL CARE MEDICINE
34TH CRITICAL CARE CONGRESS PHOENIX, ARIZONA, USA JANUARY 15-19, 2005: Poster.
T1: dopo 15 min. di
infusi one di nora drenal ina
0.1 µg/ Kg/ mi n
Non è stata evidenziata la diminuzione dei vasi di piccolo calibro
come ci si potrebbe aspettare considerando l’effetto vasocostrittore
della noradrenalina. Probabilmente perchè l’azione vasocostrittrice
della noradrenalina a questi dosaggi viene bilanciata dall’azione
vasodilatatoria dei farmaci anestetici.
%
Area capillari
45.00
40.00
35.00
30.00
25.00
20.00
15.00
10.00
5.00
0.00
vasi piccoli (0-25 um)
Volontari
sani
Pazienti S.O. Pazienti S.O. Pazienti S.O. Pazienti S.O.
T0
T1
T2
T3
Non sono state evidenziate differenze neanche per
quanto riguarda il tipo di flusso a livello capillare.
Tipo di flusso nei capillari
%
90.00
80.00
70.00
60.00
50.00
Flusso non classificato
Flusso lento
40.00
Flusso continuo
30.00
20.00
10.00
0.00
Volontari Pazienti S.O. Pazienti S.O. Pazienti S.O. Pazienti S.O.
sani
T0
T1
T2
T3
Donna di 80 anni con shock settico da meningococco.
Valutazione del microcircolo all’arrivo della paziente in
reparto e dopo 20, 40 e 60 minuti dalla somministrazione
di 1 mg di terlipressina ev.
La somministrazione di
terlipressina ha
fortemente ridotto la
perfusione capillare.
T2: dopo 20 min dal lo sto p
del l’ inf usi one di
noradrenal ina
%
Area capillari
45.00
40.00
35.00
30.00
25.00
20.00
15.00
10.00
5.00
0.00
vasi piccoli (0-25 um)
Volontari
sani
Pazienti S.O. Pazienti S.O. Pazienti S.O. Pazienti S.O.
T0
T1
T2
T3
Tipo di flusso nei capillari
90.00
80.00
%
70.00
60.00
50.00
Flusso non classificato
Flusso lento
40.00
30.00
20.00
Flusso continuo
10.00
0.00
Volontari Pazienti S.O. Pazienti S.O. Pazienti S.O. Pazienti S.O.
sani
T0
T1
T2
T3
T3: dopo 15 min. di
inf usi one di do butami na 5
µg /K g/mi n
Aumento della percentuale di vasi di piccolo calibro
nell’area analizzata
%
Area capillari
45.00
40.00
35.00
30.00
25.00
20.00
15.00
10.00
5.00
0.00
vasi piccoli (0-25 um)
Volontari
sani
Pazienti S.O. Pazienti S.O. Pazienti S.O. Pazienti S.O.
T0
T1
T2
T3
L’obiettivo dello studio è valutare l’effetto della
dobutamina sul microciroclo di pazienti affetti da shock
settico.
L’OPS è stato utilizzto per la valutazione del microcircolo
sublinguale in 22 pz con shock settico prima e dopo i.c.
di dobutamina 5 µg/Kg/min.
Risultati:

La somministrazione di dobutamina migliora la
perfusione capillare e la somministrazione topica di
acetilcolina aumenta ulteriormente la densità capillare.

il miglioramento della perfusione del microcircolo è
indipendente dagli effetti emodinamici

la riduzione dei livelli sierici di lattati suggeriscono che il
miglioramento della perfusione del microcircolo migliora
il metabolismo cellulare






Creny V., Turek Z. et al. Orthogonal Polarization Spectral
Imaging: a review. Physiol Res. 2006 Mar 23;
Groner W., Winkelman W. et al. Orthogonal Polarization
Spectral Imaging: a new method for study of the microcirculation.
Nature Medicine. 1999; 10(5): 1209-13.
Harris A., Sinitsina I. et al. Validation of OPS imaging for
microvascular measurements during isovolumic heamodiluition
and low hematocrits. AJP Heart Circ Phisiol. 2002; 282:1502-09.
Chierego M., Verdant C. et al. Microirculatory alterations in
critically ill patients. Minerva Anestesiol. 2006; 72: 199-205.
Boerma E., Van der Voort et al. Sublingual microcirculatory flow
is impaired by the vasopressin-analogue terlipressin in a patient
with catecholamine-resistant septic shock. Acta Anaesthesiol.
Scand. 2005; 49: 1387-90.
De Backer D., Creteur J. et al. The effects of dobutamine on
microcirculatory alterations in patients with septic shock are
independent of its systemic effects. Crit. Care Med. 2006; 34:
403-408.
Protocol lo O PS in chi rurg ia
general e
Effetti sul microcircolo (OPS) di
 propofol
 sevofluorane
 desfluorane
in pz sottoposti ad AG per interventi di chirurgia minore
Registrazione dei dati:
Le misurazioni effettuate tramite OPS vengono registrati
nei seguenti tempi:
T0: paziente sveglio
T1: basale senza chirurgia in atto, dopo 10 minuti
dall’induzione dell’anestesia.